可以使用以下公式近似计算弱酸溶液的 pH 值
![{\displaystyle {\mbox{pH}}=-\log _{10}{\left({\sqrt {K_{a}\left[{\mbox{acid}}\right]}}\right)}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/60080f496f7742c4d218dcf684a087c9a01d8120)
对于任何平衡
平衡常数 K 定义为
![{\displaystyle K={\frac {[{\mbox{C}}]^{c}[{\mbox{D}}]^{d}}{[{\mbox{A}}]^{a}[{\mbox{B}}]^{b}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4b495992a71b709753fac6ae1a81256d2d75890e)
因此，对于任何酸的解离平衡
酸解离常数 Ka 定义为
![{\displaystyle K_{a}={\frac {[{\mbox{H}}^{+}{\mbox{(aq)}}][{\mbox{A}}^{-}{\mbox{(aq)}}]}{[{\mbox{HA}}{\mbox{(aq)}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4f3683dd50c0cfa026599d8cc321f852060f6fd5)
需要两个假设
1 H+(aq) 和 A−(aq) 的浓度相等，或者用符号表示
![{\displaystyle \left[{\mbox{H}}^{+}{\mbox{(aq)}}\right]=\left[{\mbox{A}}^{-}{\mbox{(aq)}}\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/738f5f79e3f15c210185cb11004666fbb4a540df)
- 这个近似的原因是，实际上存在非常略高的 H+(aq) 浓度，这是由于水的自偶联，H2O(l) ⇌ H+(aq) + A−(aq)。我们忽略了这种影响，因为水产生的 H+(aq) 浓度远低于大多数弱酸。如果你正在研究一种非常弱的酸（你在 A-level 不会），这种假设可能会开始造成很大的问题。
2 平衡时 HA 的量与最初添加到溶液中的量相同。
![{\displaystyle \left[{\mbox{HA}}{\mbox{(aq)}}\right]=\left[{\mbox{acid}}\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ea0f0573d12144b71ef41b66ff7d29113d02e091)
- 这不可能完全正确，否则 HA 就不会是酸。然而，在大多数情况下，它都是对 HA 浓度实验观察结果的接近数值近似。
假设1 的影响是
变成
![{\displaystyle K_{a}={\frac {[{\mbox{H}}^{+}{\mbox{(aq)}}]^{2}}{[{\mbox{HA}}{\mbox{(aq)}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/78858d0f412b1a27fd4afc281f6c6f92d151394f)
假设2的影响是
变成
![{\displaystyle K_{a}={\frac {[{\mbox{H}}^{+}{\mbox{(aq)}}]^{2}}{[{\mbox{acid}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/59c6aa5aaf34d35777a70435e5ecd5817e7f1d13)
可以改写为
![{\displaystyle [{\mbox{H}}^{+}{\mbox{(aq)}}]^{2}=K_{a}\left[{\mbox{acid}}\right]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5313fb96712d194ce14537adbf0be82c5751dd10)
因此
![{\displaystyle [{\mbox{H}}^{+}{\mbox{(aq)}}]={\sqrt {K_{a}\left[{\mbox{acid}}\right]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/074fd212a4aa5233c2ddd3449d72247e8f745e14)
根据定义，
![{\displaystyle {\mbox{pH}}=-\log _{10}{\left(\left[{\mbox{H}}^{+}{\mbox{(aq)}}\right]\right)}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9f380a2b0ac542c30cd9747420c0ccac2c572b97)
所以
